(57)【要約】【課題】磁石と磁気検出素子との相対位置の精度を向上させることができる磁気センサを提供する。【解決手段】磁気センサ１は、主に、開口２３を有する基板２と、基板２に設けられた磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂと、基板２の開口２３に挿入され、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂを挟んで位置する第１の基部４０と第２の基部４１、第１の基部４０と第２の基部４１を連結する連結部４２、及び第１の基部４０と第２の基部４１とが対向する面に突出して設けられたスナップフィット４０１とスナップフィット４１１、を有する磁石４と、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂが設けられた基板２の表面２０に設けられ、基板２に磁石４を取り付けることによりスナップフィット４０１と結合するリブ５ａと、基板２の裏面２１に設けられ、基板２に磁石４を取り付ける際にスナップフィット４１１と結合するリブ５ｂと、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有する基板と、
前記基板に設けられた磁気検出素子と、
前記基板の前記開口に挿入され、前記磁気検出素子を挟んで位置する第１の基部と第２の基部、前記第１の基部と前記第２の基部を連結する連結部、及び前記第１の基部と前記第２の基部とが対向する面に突出して設けられた第１の凸部と第２の凸部、を有する磁石と、
前記磁気検出素子が設けられた前記基板の表面に設けられ、前記基板に前記磁石を取り付けることにより前記第１の凸部と結合する第１の結合部と、
前記基板の裏面に設けられ、前記基板に前記磁石を取り付ける際に前記第２の凸部と結合する第２の結合部と、
を備えた磁気センサ。
【請求項２】
前記磁気検出素子は、前記基板に設けられた電子部品とワイヤにより電気的に接続され、
前記第１の結合部及び前記第２の結合部は、前記基板から前記ワイヤまでの高さよりも前記基板からの高さが高い請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１の結合部及び前記第２の結合部は、前記開口の縁に沿って設けられる請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、回路基板と、回路基板に設けられた磁気抵抗センサと、凹部を有するバイアス磁石と、を備えた近接スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この近接スイッチは、磁石の凹部内に磁気抵抗センサが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０６０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の近接スイッチは、磁石と磁気抵抗センサとの相対位置を合わせるのが困難であった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、磁石と磁気検出素子との相対位置の精度を向上させることができる磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、開口を有する基板と、基板に設けられた磁気検出素子と、基板の開口に挿入され、磁気検出素子を挟んで位置する第１の基部と第２の基部、第１の基部と第２の基部を連結する連結部、及び第１の基部と第２の基部とが対向する面に突出して設けられた第１の凸部と第２の凸部、を有する磁石と、磁気検出素子が設けられた基板の表面に設けられ、基板に磁石を取り付けることにより第１の凸部と結合する第１の結合部と、基板の裏面に設けられ、基板に磁石を取り付ける際に第２の凸部と結合する第２の結合部と、を備えた磁気センサ提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁石と磁気検出素子との相対位置の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサの斜視図であり、（ｂ）は、磁気センサの上面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）のI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印の方向から見た断面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態に係る磁気センサの組み立てを説明するための要部断面図であり、（ｃ）は、変形例に係る磁気センサの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る磁気センサは、開口を有する基板と、基板に設けられた磁気検出素子と、基板の開口に挿入され、磁気検出素子を挟んで位置する第１の基部と第２の基部、第１の基部と第２の基部を連結する連結部、及び第１の基部と第２の基部とが対向する面に突出して設けられた第１の凸部と第２の凸部、を有する磁石と、磁気検出素子が設けられた基板の表面に設けられ、基板に磁石を取り付けることにより第１の凸部と結合する第１の結合部と、基板の裏面に設けられ、基板に磁石を取り付ける際に第２の凸部と結合する第２の結合部と、を備える。
【００１１】
[実施の形態]
（磁気センサ１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る磁気センサの斜視図であり、（ｂ）は、磁気センサの上面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）のI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印の方向から見た断面図である。以下では、各部材の上下は、図１（ｃ）の紙面における部材の上下を基準としている。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
磁気センサ１は、開口２３を有する基板２と、基板２に設けられた磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂを備えて概略構成されている。また、磁気センサ１は、基板２の開口２３に挿入され、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂを挟んで位置する第１の基部４０と第２の基部４１、第１の基部４０と第２の基部４１を連結する連結部４２、及び第１の基部４０と第２の基部４１とが対向する面に突出して設けられた第１の凸部としてのスナップフィット４０１と第２の凸部としてのスナップフィット４１１、を有する磁石４を備えて概略構成されている。さらに、磁気センサ１は、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂが設けられた基板２の表面２０に設けられ、基板２に磁石４を取り付けることによりスナップフィット４０１と結合する第１の結合部としてのリブ５ａと、基板２の裏面２１に設けられ、基板２に磁石４を取り付ける際にスナップフィット４１１と結合する第２の結合部としてのリブ５ｂと、を備えて概略構成されている。
【００１３】
また、磁気センサ１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、電子部品としての制御ＩＣ（Integrated Circuit）６を備え、制御ＩＣ６は、ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｈによって磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂ、配線８０、配線８１、配線８３及び配線８４と電気的に接続されている。
【００１４】
なお、図１（ａ）に示す磁気センサ１は、例えば、磁気センサ１を覆うケースを取り外した状態を図示している。また、磁気センサ１の図示されていない端部には、例えば、コネクタが設けられている。
【００１５】
・基板２の構成
基板２は、例えば、図１（ａ）に示すように、細長い板形状を有したプリント配線基板である。この基板２は、例えば、図１（ａ）に示すように、磁石４が挿入可能な開口２３が形成されている。
【００１６】
この開口２３は、例えば、基板２の長手方向に細長く伸びて長方形状に形成され、短手方向の幅は、磁石４の短手方向の幅よりも大きい。また、開口２３の長手方向の幅は、例えば、磁石４の長手方向の幅と略等しいが、これに限定されず、磁石４を挿入して、基板２に取り付け可能である幅であれば良い。
【００１７】
・磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂの構成
本実施の形態に係る磁気センサ１は、２つの磁気検出素子を備える二重系の磁気センサである。この磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂは、例えば、磁石４が形成する磁場の変化を電気信号として出力するように構成されている。磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂは、一例として、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁気検出素子である。
【００１８】
また、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂは、樹脂によりモールドされていないベアチップである。磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂは、ベアチップとすることで、基板２への搭載の精度、及び磁石４との相対位置の精度が、モールドされた磁気検出素子と比べて、向上する。
【００１９】
・磁石４の構成
磁石４は、例えば、細長い板が対向するように、直角に２回折り曲げた形状、言い換えるなら、側面から見た形状が、コ字形状となるように構成されている。
【００２０】
また、磁石４は、一例として、コ字形状の凹部に相当する部分がＮ極となり、凹部を形成する部分とは反対側の部分がＳ極となる着磁方向を有する。
【００２１】
磁石４は、例えば、フェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。
【００２２】
この磁石４の第１の基部４０は、例えば、細長い板形状を有している。また、磁石４の第２の基部４１は、例えば、第１の基部４０と同形状の細長い板形状を有して、第１の基部４０と対向している。そして、第１の基部４０と第２の基部４１は、その端部が連結部４２によって連結されている。
【００２３】
第１の基部４０の下面４００には、スナップフィット４０１が形成されている。このスナップフィット４０１は、例えば、下面４００から第２の基部４１に向って突出し、その先端は丸みを帯びている。また、スナップフィット４０１は、例えば、磁石４の短手方向に沿って形成されている。また、スナップフィット４０１は、連結部４２側に形成されている。
【００２４】
第２の基部４１の上面４１０には、スナップフィット４１１が形成されている。このスナップフィット４１１は、例えば、上面４１０から第１の基部４０に向って突出し、その先端は丸みを帯びている。また、スナップフィット４１１は、例えば、磁石４の短手方向に沿って形成されている。また、スナップフィット４１１は、連結部４２側に形成されている。このスナップフィット４０１とスナップフィット４１１は、対向して形成されている。なお、スナップフィット４０１及びスナップフィット４０２は、例えば、磁石４の短手方向の幅に等しく形成されることに限定されず、部分的に形成されても良い。
【００２５】
・リブ５ａ及びリブ５ｂの構成
リブ５ａは、例えば、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、基板２の表面２０側で、開口２３の短手方向の縁に沿って、基板２から突出するように形成されている。また、リブ５ｂは、例えば、図１（ｃ）に示すように、基板２の裏面２１側で、開口２３の短手方向の縁に沿って、基板２から突出するように形成されている。リブ５ａ及びリブ５ｂは、例えば、先端が丸みを帯びた形状を有している。
【００２６】
このリブ５ａ及びリブ５ｂは、例えば、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料を用いて形成される。
【００２７】
また、リブ５ａ及びリブ５ｂは、例えば、基板２からの高さが、後述するワイヤの基板２からの高さよりも高くなるように構成されている。これは、磁石４の取り付けの際に、ワイヤが、磁石４に接触して損傷しないようにするためである。
【００２８】
・制御ＩＣ６の構成
制御ＩＣ６は、例えば、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂから出力された電気信号を処理する、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。制御ＩＣ６は、一例として、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂから出力された電気信号（アナログ信号）をデジタル化してデジタル信号を出力するように構成されている。
【００２９】
制御ＩＣ６は、例えば、ワイヤ７ａ及びワイヤ７ｂにより磁気検出素子３ａと電気的に接続されている。
【００３０】
制御ＩＣ６は、例えば、ワイヤ７ｃ及びワイヤ７ｄにより磁気検出素子３ｂと電気的に接続されている。
【００３１】
また、制御ＩＣ６は、ワイヤ７ｅにより配線８１と電気的に接続され、ワイヤ７ｆにより配線８０と電気的に接続され、ワイヤ７ｈにより配線８３と電気的に接続され、ワイヤ７ｇにより配線８４と電気的に接続されている。
【００３２】
・ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｈの構成
ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｈは、例えば、金、銅等の金属材料を線状に加工した金属線であり、ワイヤボンディングにより部材と部材を電気的に接続する。
【００３３】
・配線８０〜配線８５の構成
配線８０〜配線８５は、例えば、金、銅等の金属材料を用いて基板２の表面２０に形成される。配線８１と配線８２は、例えば、図１（ｂ）に点線で示すように、裏面２１に形成された配線を介して電気的に接続されている。また、配線８４と配線８５は、例えば、図１（ｂ）に点線で示すように、裏面２１に形成された配線を介して電気的に接続されている。
【００３４】
以下に、本実施の形態に係る磁石４の基板２への組み付けについて説明する。
【００３５】
（磁石４の組み付け）
図２（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態に係る磁気センサの組み立てを説明するための要部断面図であり、（ｃ）は、変形例に係る磁気センサの要部断面図である。
【００３６】
まず、基板２の開口２３に磁石４を挿入する。
【００３７】
具体的には、開口２３の長手方向の幅が、磁石４の長手方向の幅よりも大きい場合は、第２の基部４１の下面４１２と基板２の表面２０とが略平行となるように、第２の基部４１から開口２３に挿入する。この際、第１の基部４０と第２の基部４１との間に基板２が挿入可能となる位置まで、磁石４は、挿入される。また、開口２３の長手方向の幅が、磁石４の長手方向の幅よりも小さい場合、第２の基部４１の先端から開口２３に挿入し、基板２と第２の基部４１の上面４１０とが平行となるように、かつ、第１の基部４０と第２の基部４１の間に基板２を挿入するように、基板２及び磁石４を相対移動させる。この相対移動は、基板２の裏面２１と第２の基部４１の上面４１０とが略平行になるまで行われる。略平行になると、第１の基部４０と第２の基部４１の間に基板２が挿入された状態となる。
【００３８】
次に、図２（ａ）に示すように、図２（ａ）の紙面の水平方向に基板２と磁石４を相対移動させて、第１の基部４０と第２の基部４１との間に基板２を挿入する。
【００３９】
具体的には、第１の基部４０の下面４００がリブ５ａの頭部５０ａに接触し、第２の基部４１の上面４１０がリブ５ｂの頭部５０ｂに接触するように、基板２と磁石４の上下位置を調整しながら水平方向に挿入する。この際、リブ５ａ及びリブ５ｂは、弾性変形を行う。このように、磁石４を基板２に取り付ける際に、磁石４は、リブ５ａ及びリブ５ｂにより、水平方向の移動をガイドされるため、基板２の表面２０からの高さが高いワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｈを損傷させることがない。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、さらに、水平方向に基板２と磁石４を相対移動させて、リブ５ａとスナップフィット４０１、リブ５ｂとスナップフィット４１１を結合させる。
【００４１】
具体的には、基板２と磁石４を相対移動させると、リブ５ａの開口２３側の側部５１ａがスナップフィット４０１のリブ５ａ側の側部４０１ａと接触すると共に、リブ５ｂの開口２３側の側部５１ｂがスナップフィット４１１のリブ５ｂ側の側部４１１ａと接触する。
【００４２】
さらに、相対移動させると、リブ５ａとスナップフィット４０１、及びリブ５ｂとスナップフィット４１１が、互いに弾性変形を行う。この弾性変形により、スナップフィット４０１がリブ５ａの頭部５０ａを超えて側部５１ａの反対側の側部側に移動すると共に、スナップフィット４１１がリブ５ｂの頭部５０ｂを超えて側部５１ａの反対側の側部側に移動する。
【００４３】
この移動により、リブ５ａの側部５１ａ、基板２の開口２３の側部２３０、及びリブ５ｂの側部５１ｂが、磁石４の連結部４２の側部４２０に押し付けられて、リブ５ａをスナップフィット４０１と連結部４２、リブ５ｂをスナップフィット４１１と連結部４２で挟んで固定することとなり、基板２と磁石４の組み付けが終了する。なお、磁気センサ１は、例えば、磁石４が組み付けられたあとの開口２３と略同じ断面形状の部材が、開口２３に挿入されても良い。
【００４４】
ここで、上記の実施の形態の変形例として、図２（ｃ）に示すように、基板２と磁石４を固定するため、接着剤９を用いても良い。接着剤９は、図２（ｃ）に示すように、リブ５ａと磁石４の隙間、リブ５ｂと磁石４との隙間、に留まるので、磁気センサ１は、接着剤９の漏れ出しによって制御ＩＣ６等が汚染されるのを防止することができる。
【００４５】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る磁気センサ１は、基板２に設けられたリブ５ａ及びリブ５ｂと、磁石４に設けられたスナップフィット４０１及びスナップフィット４１１と、を結合させることによって位置決めが容易に行えるので、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂと磁石４との相対位置の精度を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施の形態に係る磁気センサ１は、リブ５ａ及びリブ５ｂの高さを調整することにより、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂをベアチップの状態で搭載する際、ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｇと磁石４との接触を回避することができ、ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｇを損傷させることなく磁気センサ１を組み付けることができる。磁気センサ１は、樹脂によって封止された磁気検出素子ではなく、ベアチップの磁気検出素子を用いることができるので、基板２に配置する際の位置精度が向上する。従って、磁気センサ１は、累積公差を抑えることができ、さらに、磁気検出素子３ａ及び磁気検出素子３ｂと磁石４との相対位置の精度を向上させることができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態に係る磁気センサ１は、リブ５ａ及びリブ５ｂにより、ワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｇと磁石４との接触を回避することができるので、ワイヤを樹脂等で保護する方法と比べて、工程数及び部品点数が削減され、製造コストを抑制することができる。
【００４８】
なお、磁気センサ１は、例えば、磁石４の先端部分を支持する部材が基板２等に設けられても良い。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１…磁気センサ
２…基板
３ａ…磁気検出素子
３ｂ…磁気検出素子
４…磁石
５ａ…リブ
５ｂ…リブ
６…制御ＩＣ
７ａ〜７ｈ…ワイヤ
９…接着剤
２０…表面
２１…裏面
２３…開口
４０…第１の基部
４１…第２の基部
４２…連結部
５０ａ…頭部
５０ｂ…頭部
５１ａ…側部
５１ｂ…側部
８０〜８５…配線
２３０…側部
４００…下面
４０１…スナップフィット
４０１ａ…側部
４０２…スナップフィット
４１０…上面
４１１…スナップフィット
４１１ａ…側部
４１２…下面
４２０…側部
【図１】
2013064687.tif 000003
【図２】
2013064687.tif 000004